【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル掘削機の
位置計測装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position measuring device for a tunnel excavator.
【０００２】[0002]
【従来の技術】トンネル掘削機を自動運転させる場合、
またはオペレータの操作を誘導する場合に、トンネル掘
削機の位置を絶えず自動計測する必要がある。2. Description of the Related Art When automatically operating a tunnel excavator,
Alternatively, when guiding the operation of the operator, it is necessary to constantly and automatically measure the position of the tunnel excavator.
【０００３】トンネル掘削機の位置計測装置として、本
出願人により特願平８−３１４４１１号として提案され
ているものは、トンネル掘削機上に３つの発光源と反射
プリズムを設けるとともに、トンネル掘削機の後方に各
反射プリズムの座標位置を計測する１台のＣＣＤカメラ
付三次元計測器を設置し、ヨウイング角、ピッチング
角、ローリング角を含むトンネル掘削機の位置を計算す
るようになっている。[0003] As a position measuring device of a tunnel excavator, one proposed by the present applicant as Japanese Patent Application No. 8-314411 is provided with three light-emitting sources and a reflecting prism on the tunnel excavator and a tunnel excavator. A three-dimensional measuring device equipped with a CCD camera that measures the coordinate position of each reflecting prism is installed behind the device to calculate the position of the tunnel excavator including the yawing angle, the pitching angle, and the rolling angle.
【０００４】また、従来、トンネル掘削機上に２つの発
光源付き反射プリズムを設けるとともに、トンネル掘削
機の後方に各反射プリズムの座標位置を計測する２台の
三次元計測器を設置し、ヨウイング角、ローリング角を
含むトンネル掘削機の位置を計算するものがあった。Conventionally, two reflecting prisms with a light emitting source are provided on a tunnel excavator, and two three-dimensional measuring devices for measuring the coordinate position of each reflecting prism are installed behind the tunnel excavating machine. Some calculated the position of the tunnel excavator, including the corner and the rolling angle.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、１台の
ＣＣＤカメラ付三次元計測器で３つの発光源および反射
プリズム位置を計測するものにあっては、小型のトンネ
ル掘削機の場合にその移動範囲が大きくなったり、ヨウ
イング角、ピッチング角、ローリング角のとる範囲が大
きくなると、ＣＣＤカメラで３つの発光源を認識するこ
とが難しく、誤計測を行う心配がある。However, in the case of measuring the positions of three light emitting sources and reflecting prisms with one three-dimensional measuring device equipped with a CCD camera, the moving range is small in the case of a small tunnel excavator. Is large, or the ranges of the yawing angle, the pitching angle, and the rolling angle are large, it is difficult to recognize the three light emitting sources with the CCD camera, and there is a concern that erroneous measurement may be performed.
【０００６】また、２台の三次元計測器で２つの発光源
付き反射プリズム位置を計測するものにあっては、高価
な三次元計測器が増えることによってコストアップを招
く。そして、トンネルの天井部から三次元計測器を吊り
下げるようにして設置する場合、設置作業の工数が大幅
に増えるという問題点があった。In the case of measuring the positions of two reflecting prisms with a light emitting source using two three-dimensional measuring instruments, the cost is increased due to an increase in the number of expensive three-dimensional measuring instruments. When the three-dimensional measuring device is installed so as to be suspended from the ceiling of the tunnel, there is a problem that the number of steps of the installation work is greatly increased.
【０００７】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、１台の三次元計測器で移動範囲の大きいトン
ネル掘削機に追従できる位置計測装置を提供することを
目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a position measuring device that can follow a tunnel excavator having a large moving range with one three-dimensional measuring device.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】第１の発明は、トンネル
掘削機に設定される第一基準部および第二基準部と、第
一基準部および第二基準部に設置される各光源と、各光
源を選択して発光させる発光切換手段と、トンネル掘削
機から離れた位置に設定される測定部と、測定部に対す
る各光源の角度を計測する光源角度計測手段と、少なく
とも第一基準部に設置される反射プリズムと、反射プリ
ズムに反射する光波から測定部に対する反射プリズムの
距離を計測する距離計測手段と、計測された各光源の角
度と反射プリズムの距離とを基にトンネル掘削機の位置
を算出する位置算出手段とを備えるものとした。According to a first aspect of the present invention, a first reference portion and a second reference portion set in a tunnel excavator, light sources installed in the first reference portion and the second reference portion, A light emission switching unit for selecting each light source to emit light, a measuring unit set at a position remote from the tunnel excavator, a light source angle measuring unit for measuring an angle of each light source with respect to the measuring unit, and at least a first reference unit. A reflecting prism to be installed, a distance measuring means for measuring a distance of the reflecting prism to the measuring unit from a light wave reflected by the reflecting prism, and a position of the tunnel excavator based on the measured angle of each light source and the distance of the reflecting prism. And a position calculating means for calculating the position.
【０００９】第２の発明は、第１の発明において、第一
基準部および第二基準部に設置される各反射プリズム
と、各反射プリズムを選択して遮蔽する遮蔽切換手段
と、各反射プリズムに反射する光波から測定部に対する
各反射プリズムの距離を計測する距離計測手段と、計測
された各光源の角度と反射プリズムの距離とを基にトン
ネル掘削機の位置を算出する位置算出手段とを備えるも
のとした。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, each reflecting prism provided in the first reference portion and the second reference portion, shielding switching means for selecting and shielding each reflecting prism, and each reflecting prism Distance measuring means for measuring the distance of each reflecting prism with respect to the measuring unit from the light wave reflected to the position, and position calculating means for calculating the position of the tunnel excavator based on the measured angle of each light source and the distance of the reflecting prism It was prepared.
【００１０】第３の発明は、第１または第２の発明にお
いて、第一基準部と第二基準部をトンネル掘削機の前後
方向に並んで配置し、トンネル掘削機の傾斜角度を検出
する傾斜角度検出手段と、計測された各光源の角度と反
射プリズムの距離およびトンネル掘削機の傾斜角度とを
基にトンネル掘削機の位置を算出する位置算出手段とを
備えるものとした。According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the first reference portion and the second reference portion are arranged side by side in the front-rear direction of the tunnel excavator, and the tilt detecting device detects the tilt angle of the tunnel excavator. An angle detecting means and a position calculating means for calculating the position of the tunnel excavator based on the measured angle of each light source, the distance of the reflecting prism, and the inclination angle of the tunnel excavator are provided.
【００１１】[0011]
【発明の作用および効果】第１の発明において、計測さ
れた複数の光源の角度と、各光源間の距離（既知数）
と、少なくとも一つの反射プリズムの距離とを基に第一
基準部および第二基準部の座標位置が算出される。According to the first aspect of the present invention, the measured angles of the plurality of light sources and the distances between the respective light sources (known numbers)
Then, the coordinate positions of the first reference portion and the second reference portion are calculated based on the distance of at least one reflecting prism.
【００１２】各光源を選択して発光させることにより、
１台の三次元計測器によって各光源の角度を計測するこ
とができる。By selecting each light source to emit light,
The angle of each light source can be measured by one three-dimensional measuring device.
【００１３】また、高価な計測器の設置数を最小限に抑
えてコストダウンがはかれるとともに、トンネルの天井
部から計測器を吊り下げるような場合に、設置作業を大
幅に減らすことができる。Further, the cost can be reduced by minimizing the number of expensive measuring instruments to be installed, and the installation work can be greatly reduced when the measuring instruments are suspended from the ceiling of the tunnel.
【００１４】第２の発明において、各反射プリズムを選
択して遮蔽することにより、１台の計測器によって各反
射プリズムの距離を計測することができる。In the second aspect, by selecting and blocking each reflecting prism, the distance between each reflecting prism can be measured by one measuring instrument.
【００１５】第３の発明において、計測される第一基準
部および第二基準部の座標位置を基にトンネル掘削機の
ヨウイング角とピッチング角が求められ、傾斜計によっ
てロールング角が計測される。[0015] In the third aspect, the yawing angle and the pitching angle of the tunnel excavator are obtained based on the coordinate positions of the measured first reference portion and the second reference portion, and the rolling angle is measured by the inclinometer.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【００１７】図３〜５に示すように、掘削機１はトンネ
ル３０内の左掘削位置付近、中央掘削位置付近、右掘削
位置付近（掘削位置はこの３カ所に限らない）のいずれ
かに自走して停止し、アウトリガー等を介して車体が地
面に支持された状態でトンネル３０を掘削する。As shown in FIGS. 3 to 5, the excavator 1 moves to a position near the left excavation position, near the center excavation position, or near the right excavation position in the tunnel 30 (excavation positions are not limited to these three positions). After running and stopping, the tunnel 30 is excavated while the vehicle body is supported on the ground via an outrigger or the like.
【００１８】掘削機１は、油圧駆動されるブーム２５の
先端に掘削用カッタ２６を備える。図２に示すように、
掘削機１にはブーム２５を上下方向に回動させる油圧を
制御する上下角制御弁４４と、ブーム２５を左右方向に
回動させる油圧を制御する旋回角制御弁４５と、ブーム
２５を伸縮させる油圧を制御するテレスコ長制御弁４６
とを備えるとともに、各制御弁４４，４５，４６の作動
を制御するコンピュータ４０を備える。オペレータがコ
ンピュータ４０を介してブーム２５を操作できるように
なっている。The excavator 1 has an excavating cutter 26 at the tip of a hydraulically driven boom 25. As shown in FIG.
The excavator 1 has a vertical angle control valve 44 for controlling a hydraulic pressure for rotating the boom 25 in the vertical direction, a turning angle control valve 45 for controlling a hydraulic pressure for rotating the boom 25 in the left and right direction, and extending and contracting the boom 25. Telescopic length control valve 46 for controlling hydraulic pressure
And a computer 40 for controlling the operation of each control valve 44, 45, 46. The operator can operate the boom 25 via the computer 40.
【００１９】掘削機側コンピュータ４０は、三次元計測
器１２のコンピュータ１４から無線機１６を介して入力
される計測データと、掘削機１のロールング角とピッチ
ング角を計測する傾斜計４１の計測データおよび掘削機
１のヨウイング角を計測するジャイロ４３の計測データ
を基に掘削機１の位置を計算するとともに、ブーム２５
の上下角検出器４７、旋回角検出器４８、テレスコ長検
出器４９各検出信号を入力してカッタ２６の座標位置を
計算し、これをモニタに表示する。そして、タッチモニ
タ４２を介して入力されるトンネル形状値、トンネル半
径、トンネルスプリングレベルとインバート間距離、ト
ンネルスプリングレベル半径と半径の中心位置、余り彫
り調整値等のデータを基に掘削目標軌跡等を計算し、こ
れをモニタに表示するとともに、半自動の場合は、カッ
タ２６の刃先が計画円周軌跡まで到達すると、各制御弁
４４，４５，４６を自動的に閉弁作動させ、それ以上の
深堀りを防ぐ制御を行う。全自動の場合は、カッタ２６
の刃先が自動的に掘削軌跡円周上をなぞって掘削する。The excavator-side computer 40 includes measurement data input from the computer 14 of the three-dimensional measuring device 12 via the wireless device 16 and measurement data of the inclinometer 41 for measuring the rolling angle and the pitching angle of the excavator 1. The position of the excavator 1 is calculated based on the measurement data of the gyro 43 that measures the yawing angle of the excavator 1, and the boom 25
The detection signals of the vertical angle detector 47, the turning angle detector 48, and the telescopic length detector 49 are inputted to calculate the coordinate position of the cutter 26 and display the same on a monitor. Then, based on data such as a tunnel shape value, a tunnel radius, a tunnel spring level and a distance between inverts, a tunnel spring level radius and a center position of the radius, and a relieving adjustment value input via the touch monitor 42, an excavation target trajectory, etc. Is calculated and displayed on the monitor. In the case of semi-automatic operation, when the cutting edge of the cutter 26 reaches the planned circumferential locus, the control valves 44, 45, and 46 are automatically closed to operate. Perform control to prevent deep digging. In case of full automatic, cutter 26
Automatically excavates along the excavation locus circumference.
【００２０】図１に示すように、トンネル３０には掘削
機１の後方に位置する測定部に三次元計測器１２が設置
され、三次元計測器１２の計測データを処理するコンピ
ュータ１４と、掘削機側コンピュータ４０との間でデー
タを送受信する無線機１５とが備えられる。As shown in FIG. 1, the tunnel 30 is provided with a three-dimensional measuring device 12 at a measuring part located behind the excavator 1, and a computer 14 for processing measurement data of the three-dimensional measuring device 12, And a wireless device 15 for transmitting and receiving data to and from the machine-side computer 40.
【００２１】三次元計測器１２をトンネル３０の中心線
Ｔ上付近に位置するトンネル天井部に吊り下げられる。
そして、三次元計測器１２の取り付け位置を測量して、
そのデータを計測器側コンピュータ１４に入力する。図
６はこれらの作業手順を示している。The three-dimensional measuring device 12 is hung on the tunnel ceiling located near the center line T of the tunnel 30.
Then, the mounting position of the three-dimensional measuring device 12 is measured,
The data is input to the measuring instrument side computer 14. FIG. 6 shows these work procedures.
【００２２】三次元計測器１２は、測定部から放射され
反射プリズムに反射するレーザの光波から測定部に対す
る反射プリズムの距離を計測する光波距離計（距離計測
手段）と、赤外線発光部（光源）を追尾して測定部に対
する赤外線発光部の角度を計測する光源角度計（光源角
度計測手段）とを備える。The three-dimensional measuring device 12 includes a light wave distance meter (distance measuring means) for measuring a distance of the reflecting prism to the measuring unit from a light wave of a laser beam emitted from the measuring unit and reflected on the reflecting prism, and an infrared light emitting unit (light source) And a light source goniometer (light source angle measuring means) that measures the angle of the infrared light emitting unit with respect to the measuring unit by tracking the angle.
【００２３】反射プリズムや赤外線発光部を掘削機１上
に設置する場所として、掘削機１の中心線Ｋ上に前側基
準部（第一基準部）Ａおよび後側基準部（第二基準部）
Ｂが所定距離だけ離して設定される。As a place where the reflecting prism and the infrared light emitting section are installed on the excavator 1, a front reference section (first reference section) A and a rear reference section (second reference section) are provided on the center line K of the excavator 1.
B are set a predetermined distance apart.
【００２４】前側基準部Ａおよび後側基準部Ｂに反射プ
リズムと赤外線発光部５，６および各反射プリズムを遮
蔽するプリズムシャッタ７，８がセットでそれぞれ設け
られる。The front reference portion A and the rear reference portion B are provided with a set of reflecting prisms, infrared light emitting portions 5 and 6, and prism shutters 7 and 8 for blocking the respective reflecting prisms.
【００２５】本発明の発光切換手段として、掘削機側コ
ンピュータ４０は赤外線発光部５，６の一方を点灯する
とともに他方を消灯する制御を行う。これにより、各赤
外線発光部５，６を同時に点灯することがなく、一台の
三次元計測器１２を用いて各赤外線発光部５，６を追尾
して前側基準部Ａおよび後側基準部Ｂの角度をそれぞれ
計測することが可能なる。As the light emission switching means of the present invention, the excavator computer 40 controls to turn on one of the infrared light emitting units 5 and 6 and turn off the other. Accordingly, the infrared light emitting units 5 and 6 are not turned on at the same time, and the infrared light emitting units 5 and 6 are tracked by using one three-dimensional measuring device 12 so that the front reference unit A and the rear reference unit B are tracked. Can be respectively measured.
【００２６】本発明の遮蔽切換手段として、掘削機側コ
ンピュータ４０はプリズムシャッタ７，８の一方を閉じ
るとともに他方を開く制御を行う。これにより、各反射
プリズムがレーザ光を同時に反射することがなく、三次
元計測器１２の誤計測が防止される。As the shield switching means of the present invention, the excavator-side computer 40 controls to close one of the prism shutters 7 and 8 and open the other. Thereby, each reflecting prism does not reflect the laser light at the same time, and erroneous measurement of the three-dimensional measuring device 12 is prevented.
【００２７】図７、図８は、三次元計測器１２による計
測を行い、掘削機１の位置を求める手順を示しており、
掘削機側コンピュータ４０または計測器側コンピュータ
１４における各処理は互いに連携し、一定周期毎に繰り
返し実行される。FIG. 7 and FIG. 8 show a procedure for performing measurement by the three-dimensional measuring device 12 to obtain the position of the excavator 1.
The respective processes in the excavator computer 40 or the measuring instrument computer 14 are executed in cooperation with each other and at regular intervals.
【００２８】これについて説明すると、まず、掘削機１
をトンネル３０内の左掘削位置、中央掘削位置、右掘削
位置のいずれかに自走して停止し、オペレータによって
アウトリガー等を介して車体が地面に支持された状態
で、掘削機１の掘削位置を停止釦で入力した後、三次元
計測器１２による自動計測を開始する。To explain this, first, the excavator 1
To the left excavation position, the center excavation position, or the right excavation position in the tunnel 30 and stops. The excavator 1 excavates the excavator 1 while the vehicle body is supported on the ground via an outrigger or the like by an operator. Is input by the stop button, and then the automatic measurement by the three-dimensional measuring device 12 is started.
【００２９】自動計測を行うにあたって、まず掘削機側
コンピュータ４０が前側赤外線発光部５を点灯させる一
方、計測器側コンピュータ１４が前側赤外線発光部５を
追尾して光源角度を計測する。そして、掘削機側コンピ
ュータ４０が前側基準部Ａの計測時に前側プリズムシャ
ッタ７を開くとともに後側プリズムシャッタ８を閉じる
一方、計測器側コンピュータ１４が前側反射プリズムの
距離を計測する。こうして、測定部に対する前側基準部
Ａの角度および距離が計測され、計測器側コンピュータ
１４はこの計測値を基に前側基準部ＡのＸ，Ｙ，Ｚ座標
を計算により求める。In performing the automatic measurement, first, the excavator-side computer 40 turns on the front-side infrared light-emitting section 5, while the measuring instrument-side computer 14 tracks the front-side infrared light-emitting section 5 to measure the light source angle. Then, the excavator-side computer 40 opens the front-side prism shutter 7 and closes the rear-side prism shutter 8 when measuring the front-side reference portion A, and the measuring instrument-side computer 14 measures the distance of the front-side reflection prism. In this way, the angle and the distance of the front reference portion A with respect to the measurement portion are measured, and the measuring instrument computer 14 calculates the X, Y, and Z coordinates of the front reference portion A based on the measured values.
【００３０】続いて、掘削機側コンピュータ４０が前側
赤外線発光部５を消灯し、後側赤外線発光部６を点灯さ
せる一方、後側赤外線発光部６の光源角度を計測する。
そして、計測器側コンピュータ１４が後側基準部Ｂを計
測した後、掘削機側コンピュータ４０が前側プリズムシ
ャッタ８を開くとともに前側プリズムシャッタ７を閉じ
る一方、計測器側コンピュータ１４が後側基準部Ｂを計
測した後、掘削機側コンピュータ４０が後側反射プリズ
ムの距離を計測する。こうして、測定部に対する後側基
準部Ｂの距離および角度が計測され、計測器側コンピュ
ータ１４はこの計測値を基に後側基準部ＢのＸ，Ｙ，Ｚ
座標を計算により求める。Subsequently, the excavator computer 40 turns off the front infrared light emitting unit 5 and turns on the rear infrared light emitting unit 6, while measuring the light source angle of the rear infrared light emitting unit 6.
Then, after the measuring instrument computer 14 measures the rear reference portion B, the excavator computer 40 opens the front prism shutter 8 and closes the front prism shutter 7 while the measuring instrument computer 14 operates the rear reference portion B. Is measured, the excavator-side computer 40 measures the distance of the rear reflecting prism. In this way, the distance and angle of the rear reference portion B to the measurement portion are measured, and the measuring instrument-side computer 14 uses the measured values to determine the X, Y, Z of the rear reference portion B.
The coordinates are calculated.
【００３１】続いて、前側基準部Ａおよび後側基準部Ｂ
のＸ，Ｙ，Ｚ座標を基に掘削機１のヨウイング角とピッ
チング角を計算により求め、傾斜計４１によって計測さ
れる掘削機１のロールング角を読み込む。前側基準部Ａ
および後側基準部Ｂは掘削機１の中心線Ｋ上に設定され
ているため、前側基準部Ａおよび後側基準部ＢのＸ，
Ｙ，Ｚ座標を基に掘削機１のヨウイング角とピッチング
角が求められるが、ローリング角が求められないため、
傾斜計４１によってロールング角を計測するようになっ
ている。Subsequently, a front reference portion A and a rear reference portion B
The yawing angle and the pitching angle of the excavator 1 are calculated based on the X, Y, and Z coordinates of the excavator 1, and the rolling angle of the excavator 1 measured by the inclinometer 41 is read. Front reference part A
Since the rear reference portion B is set on the center line K of the excavator 1, the X, X of the front reference portion A and the rear reference portion B are set.
Although the yawing angle and the pitching angle of the excavator 1 are obtained based on the Y and Z coordinates, since the rolling angle is not obtained,
The rolling angle is measured by the inclinometer 41.
【００３２】掘削機側コンピュータ４０は、前側基準部
Ａおよび後側基準部ＢのＸ，Ｙ，Ｚ座標を基に前側基準
部Ａおよび後側基準部Ｂ間の距離を計算し、この計算値
と実際の距離の差が所定値を超えて大きい場合に、掘削
機１の移動や振動等に起因する計測誤差が生じたものと
判定し、この計測データを使用せず、傾斜計４１による
ローリング角、ピッチング角の計測データを用いるとと
もに、ジャイロ４３によるヨウイング角の計測データを
用いて、掘削機１の座標位置を計算する。The excavator-side computer 40 calculates the distance between the front reference portion A and the rear reference portion B based on the X, Y, and Z coordinates of the front reference portion A and the rear reference portion B, and calculates the calculated value. If the difference between the actual distance and the actual distance exceeds a predetermined value, it is determined that a measurement error due to movement or vibration of the excavator 1 has occurred. The coordinate position of the excavator 1 is calculated using the measurement data of the angle and the pitching angle and the measurement data of the yawing angle by the gyro 43.
【００３３】また、前側基準部Ａおよび後側基準部Ｂ間
の距離の計算値と実際の距離の差が所定値より小さいに
場合に、計測誤差が十分に小さいものと判定し、この計
測データを使用する。また、この時点でジャイロ４３ド
リフト量を消去し、計算上のヨウイング角のデータとジ
ャイロ４３によるヨウイング角の計測データが同等のも
のと判断させる。If the difference between the calculated value of the distance between the front reference portion A and the rear reference portion B and the actual distance is smaller than a predetermined value, it is determined that the measurement error is sufficiently small. Use At this point, the drift amount of the gyro 43 is deleted, and the calculated yaw angle data and the measured data of the yaw angle measured by the gyro 43 are determined to be equivalent.
【００３４】掘削機側コンピュータ４０は、求められた
前側基準部Ａおよび後側基準部ＢのＸ，Ｙ，Ｚ座標、ピ
ッチング角、ヨウイング角、ブーム２５の上下角、ブー
ム２５の旋回角、ブーム２５のテレスコ長を基にカッタ
２６の刃先位置を計算する。The excavator-side computer 40 calculates the X, Y, Z coordinates, pitching angle, yawing angle, vertical angle of the boom 25, turning angle of the boom 25, and boom of the determined front-side reference portion A and rear-side reference portion B. The cutting edge position of the cutter 26 is calculated based on the telescopic length of 25.
【００３５】求められたカッタ２６の座標位置はモニタ
に表示されるとともに、カッタ２６が計画円周軌跡まで
到達すると、各制御弁４４，４５，４６を自動的に作動
させてカッタ２６が軌跡線をなぞりながら掘削させる制
御が行われる。図９はこれらの作業手順を示している。The determined coordinate position of the cutter 26 is displayed on a monitor, and when the cutter 26 reaches the planned circumferential locus, the control valves 44, 45 and 46 are automatically operated to move the cutter 26 along the locus line. Is controlled so as to excavate while tracing. FIG. 9 shows these work procedures.
【００３６】次に他の実施の形態として、前側基準部Ａ
に反射プリズムと赤外線発光部５を設け、後側基準部Ｂ
に赤外線発光部６のみを設けてもよい。Next, as another embodiment, a front-side reference portion A
Provided with a reflecting prism and an infrared light emitting section 5, and a rear side reference section B
May be provided with only the infrared light emitting section 6.
【００３７】自動計測を行うにあたって、まず掘削機側
コンピュータ４０が前側赤外線発光部５を点灯させる一
方、計測器側コンピュータ１４が前側赤外線発光部５を
追尾して光源角度を計測する。そして、計測器側コンピ
ュータ１４が反射プリズムの距離を計測する。こうし
て、測定部に対する前側基準部Ａの角度および距離が計
測され、計測器側コンピュータ１４はこの計測値を基に
前側基準部ＡのＸ，Ｙ，Ｚ座標を計算により求める。In performing the automatic measurement, first, the excavator-side computer 40 turns on the front-side infrared light-emitting section 5, while the measuring-instrument-side computer 14 tracks the front-side infrared light-emitting section 5, and measures the light source angle. Then, the measuring instrument side computer 14 measures the distance of the reflecting prism. In this way, the angle and the distance of the front reference portion A with respect to the measurement portion are measured, and the measuring instrument computer 14 calculates the X, Y, and Z coordinates of the front reference portion A based on the measured values.
【００３８】続いて、掘削機側コンピュータ４０が前側
赤外線発光部５を消灯し、後側赤外線発光部６を点灯さ
せる一方、計測器側コンピュータ１４が後側赤外線発光
部６の光源角度を計測する。こうして計測される後側基
準部Ｂの角度と、既に求められた前側基準部ＡのＸ，
Ｙ，Ｚ座標と、予め入力された前側基準部Ａと後側基準
部Ｂの位置関係とを基に後側基準部ＢのＸ，Ｙ，Ｚ座標
を計算により求める。Subsequently, the excavator-side computer 40 turns off the front-side infrared light emitting section 5 and turns on the rear-side infrared light emitting section 6, while the measuring instrument-side computer 14 measures the light source angle of the rear infrared light emitting section 6. . The angle of the rear reference portion B measured in this way and the X,
The X, Y, and Z coordinates of the rear reference portion B are obtained by calculation based on the Y and Z coordinates and the positional relationship between the front reference portion A and the rear reference portion B input in advance.
【００３９】この場合、反射プリズムが一つで済み、反
射プリズムを遮蔽するプリズムシャッタが不要となる。In this case, only one reflecting prism is required, and a prism shutter for shielding the reflecting prism is not required.
【００４０】さらに他の実施の形態として、掘削機１の
中心線Ｋと直交する線上に２つの基準部を所定距離だけ
離して設定してもよい。As still another embodiment, two reference portions may be set at a predetermined distance on a line orthogonal to the center line K of the excavator 1.
【００４１】この場合、左右方向に並ぶ２点のＸ，Ｙ，
Ｚ座標を計算により求められ、この測定データを基に掘
削機のヨウイング角、ローリング角を計算により求めら
れるが、ピッチング角が求められないため、傾斜計によ
ってピッチング角を計測すればよい。In this case, two points X, Y,
The Z coordinate is obtained by calculation, and the yawing angle and the rolling angle of the excavator are obtained by calculation based on the measurement data. However, since the pitching angle is not obtained, the pitching angle may be measured by an inclinometer.
【００４２】さらに他の実施の形態として、掘削機上に
３つの基準部を設定し、各基準部の少なくとも一つに反
射プリズムを設けるとともに、各基準部に発光部をそれ
ぞれ設けてもよい。As still another embodiment, three reference portions may be set on the excavator, and at least one of the reference portions may be provided with a reflecting prism and each of the reference portions may be provided with a light emitting portion.
【００４３】この場合、３点のＸ，Ｙ，Ｚ座標を計算に
より求められ、この測定データを基に掘削機のヨウイン
グ角、ピッチング角、ローリング角を全て計算により求
められる。In this case, the X, Y, and Z coordinates of three points are obtained by calculation, and the yawing angle, pitching angle, and rolling angle of the excavator are all obtained by calculation based on the measured data.
【図１】本発明の実施の形態を示す三次元計測器側のシ
ステム図。FIG. 1 is a system diagram of a three-dimensional measuring instrument side showing an embodiment of the present invention.
【図２】同じく掘削機側のシステム図。FIG. 2 is a system diagram of the excavator.
【図３】同じく平面図。FIG. 3 is a plan view of the same.
【図４】同じく側面図。FIG. 4 is a side view of the same.
【図５】同じく正面図。FIG. 5 is a front view of the same.
【図６】同じく三次元計測器を設置する作業手順を示す
流れ図。FIG. 6 is a flowchart showing an operation procedure for installing the three-dimensional measuring device.
【図７】同じく三次元計測器による計測を行い掘削機の
位置を求める手順を示す流れ図。FIG. 7 is a flowchart showing a procedure for measuring the position of the excavator by performing measurement using the three-dimensional measuring device.
【図８】同じく三次元計測器による計測を行い掘削機の
位置を求める手順を示す流れ図。FIG. 8 is a flowchart showing a procedure for measuring the position of the excavator by performing measurement using a three-dimensional measuring device.
【図９】同じくトンネル掘削を行う作業手順を示す流れ
図。FIG. 9 is a flowchart showing an operation procedure for excavating a tunnel.
１ 掘削機 ５ 前側発光部 ６ 後側発光部 ７ 前側プリズムシャッタ ８ 後側プリズムシャッタ １２ 三次元計測器 １４ 計測器側コンピュータ １５ 無線機 ４０ 掘削機側コンピュータ ４１ 傾斜計 ４３ ジャイロ REFERENCE SIGNS LIST 1 excavator 5 front light emitting unit 6 rear light emitting unit 7 front prism shutter 8 rear prism shutter 12 three-dimensional measuring device 14 measuring device computer 15 radio 40 excavator computer 41 inclinometer 43 gyro
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13858299AJP2000329515A (en) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | Position measurement device for tunnel excavator |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13858299AJP2000329515A (en) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | Position measurement device for tunnel excavator |
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|---|---|
| JP2000329515Atrue JP2000329515A (en) | 2000-11-30 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13858299AWithdrawnJP2000329515A (en) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | Position measurement device for tunnel excavator |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003082990A (en)* | 2001-09-13 | 2003-03-19 | Nippon Koki Kk | Position measurement device for tunnel excavator |
| KR100463260B1 (en)* | 2002-06-17 | 2004-12-23 | 코오롱건설주식회사 | Methods to measure drilling path and drilling angle of tunnel |
| JP2006057439A (en)* | 2005-03-28 | 2006-03-02 | Enzan Kobo:Kk | Boom positioning control method for construction machinery |
| JP2022000189A (en)* | 2013-10-09 | 2022-01-04 | ニューヴェイジヴ，インコーポレイテッド | Surgical spinal correction |
| US12357393B2 (en) | 2014-06-17 | 2025-07-15 | Nuvasive, Inc. | Systems and methods for planning, performing, and assessing spinal correction during surgery |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003082990A (en)* | 2001-09-13 | 2003-03-19 | Nippon Koki Kk | Position measurement device for tunnel excavator |
| KR100463260B1 (en)* | 2002-06-17 | 2004-12-23 | 코오롱건설주식회사 | Methods to measure drilling path and drilling angle of tunnel |
| JP2006057439A (en)* | 2005-03-28 | 2006-03-02 | Enzan Kobo:Kk | Boom positioning control method for construction machinery |
| JP2022000189A (en)* | 2013-10-09 | 2022-01-04 | ニューヴェイジヴ，インコーポレイテッド | Surgical spinal correction |
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| US12357393B2 (en) | 2014-06-17 | 2025-07-15 | Nuvasive, Inc. | Systems and methods for planning, performing, and assessing spinal correction during surgery |
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
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